设计一个基于短信远程控制的智能浇水系统.docx

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1、L序言错误!未定义书签。2 .系统功能及设计规定错误!未定义书签。3 .系统总体设计方案错误!未定义书签。3.1 短信息模块错误!未定义书签。3. 2智能浇花模块错误!未定义书签。4.重要应用器件及技术原理简介错误!未定义书签。4.1 芯片选择及简介错误!未定义书签。4. 2通讯协议错误!未定义书签。5.系统硬件电路设计错误!未定义书签。5.1 系统整体电路设计错误!未定义书签。5. 2短消息处理电路设计错误!未定义书签。5. 3晶振及系统复位电路错误!未定义书签。5. 4智能浇花电路设计错误!未定义书签。6. 系统软件设计错误!未定义书签。6.1 系统软件设计流程图错误!未定义书签。图6.1

2、系统软件设计流程图错误!未定义书签。6. 2短信处理流程错误!未定义书签。6. 3智能浇花日勺软件设计错误!未定义书签。6.4 GSM网络连接错误!未定义书签。7 .系统仿真错误!未定义书签。8 .总结错误!未定义书签。9 .道谢错误!未定义书签。10 .参照文献错误!未定义书签。基于SMS的远程控制智能花卉浇灌系统设计摘 要:设计日勺远程控制智能花卉浇灌系统选用8位单片机AT89C51作为主控芯片，短信 模块MC35i作为通信部件。系统采用模块化思想设计，重要由主控机模块、数 据采集模块和控制执行模块3部分构成，主机与各数据采集和控制模块之间采用 RS485总线连接，构成远程分布式温室环境参

3、数监控系统。系统采用GSM短 消息日勺方式实现环境参数和现场日勺远程监控，提高了花卉浇水控制日勺自动化水 平，具有扩展性好、实用性强、便于操作等特点。运用单片机实现自动浇花， 使用湿度浇花日勺方式。根据湿度控制浇花是用一种湿度传感器，当检测日勺湿度 低于设定日勺湿度，就开始浇花，到了设定日勺湿度就停止浇花。关键词：远程监测；MC35i; AT89C51单片机；数据采集基于SMS的远程控制智能花卉浇灌系统设计1 .序言伴随社会日勺进步与发展，人们对通信日勺需求日益迫切，对通信日勺规定也越来越高，尤其是在远程监控这首 先。目前基于公共网络日勺通讯手段在工业远程监控中得到初步日勺应用。这些远程通讯手

4、段包括公用 网，因 特网络等。这些远程通讯措施具有投资少，免维护，成本低，可靠性高等特点，在某些对操作和监控日勺实时性 规定不高日勺状况下具有很高日勺性价比。GSM网具有覆盖范围宽、传播信息量大、双向无线信息传播、支持顾客 数多日勺长处。运用GSM网络对远程目日勺进行监控；是GSM网络新业务扩展日勺重要方向，也是对设备进行远程 监控日勺很好选择。伴随GSM通讯网络日勺不停完善，短消息以其覆盖区域广、快捷、高效、精确、费用低，受环境影响小等特点, 使得短消息开始被逐渐应用于工业控制、环境监测等领域。尤其在分布式远程数据采集和监控领域，可以随时随地 通过GSM模块以短消息日勺方式接受现场日勺终端设

5、备状态，便于集中管理和远程管理。系统无需建立专用网络，直 接运用中国移动通信网即可实现实时数据传播。运用 短信远程控制并监视家居设备是一种简朴易行日勺措施。顾 客通过发送一条短信即可控制家居设备或监视其状态,突破了现场操作模式日勺局限。伴随人们生活水平日勺提高，花卉逐渐收到人们日勺青睐，陶冶情操，净化空气。运用单片机设计了一款家庭智能 浇花系统实现自动浇花，节省人力，以便人们出差日勺时候，不至于影响花卉日勺生长，假如在家也可以关断浇花器, 手动浇花。根据湿度浇花时，数码管上显示是目前日勺湿度。当检测日勺湿度低于设定日勺湿度，就开始浇花，到了设定 日勺湿度就停止浇花。当检测湿度足够，就不需要浇花

6、。因此，设计远程控制智能花卉浇灌系统设计对目前日勺生活是非常必要日勺。2 .系统功能及设计规定一种很好日勺系统，它日勺功能设计首先要符合顾客日勺习惯，同步操作以便，易学，易用本系统应当包括AT89C51 单片机、键盘电路、短信模块电路、数据存储电路、湿度传感器模块和控制模块等。当外出日勺人们需要时，就可以 直接发送短消息，系统接受到短消息后开始工作，当检测日勺湿度低于设定日勺湿度，就开始浇花，到了设定日勺湿度就 停止浇花。当检测湿度足够，就不需要浇花。该系统还应当具有高度自动化特性，以便在家中无人时，系统可以保证稳定工作。系统可以实现自动浇花不 至于影响花卉日勺生长，假如在家也可以关断浇花器，

7、手动浇花整个电路规定以AT89C51系列单片机为控制关键，以 串行通信方式传播数据。各模块之间通过485总线连接构成分布式测控系统，传感器模块和控制模块通过485总线与 单片机连接。单片机与其他系统间需要符合RS422及RS485原则接口日勺SP490E,以增大通信距离，增强抗干扰能力。 规定设计方案能在现实条件下实现功能，同步实时、可靠、可行、维护简朴，利于推广。3 .系统总体设计方案本设计采用价格低廉，性能稳定，低功耗日勺AT89C51单片机和GSM短信模块MC35i实现智能控制。系统重 要由GSM短消息收发模块和智能浇花模块2部分构成。其中短消息收发模块采用MC35i,智能浇花由数据采集

8、模 块和控制执行模块和浇水模块3部分构成。控制模块由I/O 口控制外部继电器，由继电器控制电磁水阀。浇花部分 由继电器，保险丝，电磁阀，水管。应用 短消息日勺湿度远程监测系统总体框图，如图3.1所示。单片机是系统日勺关键，要完毕数据处理，存储，传播，人机界面显示等功能。这此功能日勺实现可用AT89C51 系列单片机。该单片机中包括中央处理器(CPU),程序存储器(FLASH),数据存储器(SRAM),定期/计数器， UART串口、串口 2, I/O接口，高速AD转换，SPl接口，PCA,看门狗及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路等 模块。AT89C51系列单片机几乎包括了数据采集和控制中所需日

9、勺所在单元模块，可称上一种片上系统。此系列单 片机具有1个时钟/机器周期8051,超强加密，高速高可靠，低功耗，价钱超低，并且强抗静电，强抗干扰等多项长处。系统工作可以分为数据采集终端日勺单片机发送现场数据，接受控制指令，主控制器单片机读取数据，发送控 制指令。短信模块显示屏时钟电路AT89C51单片机键盘存储器温度采集模块湿度控制浇花控制模块图3.1应用短消息远程监测日勺智能浇花系统总体框图GSM模块选用西门子MC35i模块，它是一款三频段GSM/GSM无线模块。模块接口简朴、使用以便且功能强 大。它支持原则日勺AT命令及增强AT命令。SIM300可以提供GSM多信道类型多达10个，并支持四

10、种GSM编码 方案。模块与移动应用设备SIM300内部功能模块有：键盘和SPl类型日勺LCD接口，以便顾客开发自己应用设备; 具有调试和数据输出两个串口；双音频通信，包括两个麦克风输入和两个话筒输出，由AT指令配置其工作模式。3.1 短信息模块一般状况，基于SMS短信息服务日勺无线数传监视和控制系统为一种点到多点日勺远程无线双向数据通信和控制系 统t如图1所示。系统日勺中心点为数据或监控指挥中心，由计算机网络、数据库、电子地图和GSM通信接口构成。监 控中心重要完毕多种信息和数据日勺收发和黎理：首先，接受各个监控点上传日勺信息和数据，并把它们放人对应日勺数 据库和分发给对应日勺监控计算机，以实

11、现对各个监控点日勺监控和管理；另一种方面，监控中心响应监控计算机发出日勺对各个监控点日勺控制信息，并且把这些信息下发到对应日勺监控点上，从而到达对监控点设备进行控制日勺目日勺。短消息模块示意图3.2图3.2短消息模块框图3 . 2智能浇花模块智能浇花重要由LTM8901湿度传感器，AT89C51单片机，按键调整，数码管显示等部分构成。由于土壤日勺湿 度影响土壤日勺电阻值，当土壤湿度低时土壤电阻高，土壤湿度高时土壤电阻低。因此可用土壤电阻日勺变化作为与否 浇水日勺根据。或者直接运用湿度传感器进行湿度日勺实时采集。本系统采用模数转换芯片ADa）809采集花盆湿度信 息，ADCo809是一种8输入8

12、位日勺AD转换芯片，则数据输出范围为（。OxFF）。因此可以处理至少8个花盆，本 设计只处理一种花盆日勺状况。既是地址选择线所有接低电平，选择输入通道IN0.51单片机是关键处理芯片，把 ADa）809采集到日勺湿度值（范围。OXFF）进行数据处理，与预设日勺湿度界线进行比较，如比较显示花盆需要浇水, 则通过继电器和电磁阀实现浇水控制，同步采用LED指示状态。采用FLASH芯片AT24C02保留状态。通用数据 采集模块重要完毕传感器模拟信号日勺采集与传送。湿度控制浇花构造图如图3.3所示图3.3湿度控制浇花构造图4 .重要应用器件及技术原理简介4.1 芯片选择及简介4.1.1 微处理器选择AT

13、89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）日勺低电压、高性CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机日勺可擦除只读存储器可以反复擦除IOOO 次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业原则日勺MCS-51指令集和输出管脚相兼 容。AT89C51单片机为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉日勺方案。C51单片机串行接口是一种 可编程日勺全双工串行通信接口。它可用作异步通信方式（UART）,与串行传送信息日勺外部设备相连接，或用于通 过原则异步通信协议进

14、行全双工日勺C51多机系统，也能通过同步方式，使用TTL或CMOS移位寄存器来扩充I/O 口。C51单片机通过管脚RXD （P3.0,串行数据接受端）和管脚TXD （P3.1,串行数据发送端）与外界通信。SBUF 是串行口缓冲寄存器，包括发送寄存器和接受寄存器。它们有相似名字和地址空间，但不会出现冲突，由于它们两 个一种只能被CPU读出数据，一种只能被CPU写入数据。图4.1是51单片机串行口构造。内部总线8X SBUF (99H),TXD(P3.1M暑一接)攵SBUF (99H)W门2S598H)WRXD(P3.0W图4.1 51单片机串行口构造本设计串行口采用工作方式一，用定期器一工作在方

15、式2做为波特率发生器，为可变日勺10位异步通信接口方式。发送或接受一帧信息，包括1个起始位0, 8个数据位和1个停止位1。图4.2是异步通信日勺字符帧格式：图4.2异步通信字符帧格式输出当CPU执行一条指令将数据写入发送缓冲SBUF时，就启动发送。串行数据从TXD管脚输出，发送完一 帧数据后，就由硬件置位TI。输入在(REN) =1时，串行口米样RXD管脚，当米样到1至O日勺跳变时，确认是开始位3就开始接受一 帧数据。只有当(Rl) =O且停止位为1或者(SM2) =0时，停止位才进入RB8, 8位数据才能进入接受寄存器， 并由硬件置位中断标志RI;否则信息丢失。因此在方式1接受时，应先用软件清零Rl和SM2标志。4.1.2 GSM收发模块MC35iGSM是通用分组无线业务(General Packet Radio SerViCe)日勺英文简称，是在既有GSM系统上发展出来日勺一种新 日勺承载业务，目日勺是为GSM顾客提供分组形式日勺数据业务。GSM采用与GSM同样日勺无线调制原则、同样日勺频带、 同样日勺突发构造、同样日勺跳频规则以及同样日勺TDMA帧构造，这种新日勺分组数据信道与目前日勺电路互换日勺话音业 务信道极其相似。因此，既有日勺基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面日勺GSM覆盖。GSM容许顾客在端到端分 组转